考虑环境因素影响的配电线路雷电绝缘防护失效概率计算

配电线路分布广泛,面临不同海拔气候环境特征,需要考虑环境因素对线路雷电绝缘防护的影响。利用EMTP软件搭建配电线路模型,考虑雷击过电压和线路绝缘故障出现的随机特性,通过区间组合统计法计算考虑海拔高度、污秽情况和土壤电阻率影响后的线路绝缘防护失效概率,分析采用绝缘导线和安装线路避雷器的防护效果,讨论避雷器设置间隔对防护失效概率的影响。采用绝缘导线或安装线路避雷器能够有效降低线路绝缘防护失效概率,但高海拔区域、污染严重地区或高土壤电阻率区域需要缩短避雷器设置间隔以确保良好防护效果。     

基于量测大数据和数学形态学的配电网故障检测及定位方法研究

提出基于量测大数据和数学形态学的配电网故障检测及定位方法,该方法基于多点同步测量的采集分析架构可使所有数据在同一个时间剖面。首先,通过同步量测采集到的行波信号和工频信号,结合配电网拓扑结构,构建全网大数据矩阵;然后利用Trace检测、圆环定律等方法判别波形信号奇异点,快速判别是否存在故障及不同类型故障的波形畸变规律,从而达到快速故障检测的目的;在检测到故障后,采用基于现代D型行波故障定位方法对故障点进行高精度定位。最后,在PSCAD 80节点配电网模型中对该方法进行了仿真验证,验证结果说明本文提出的方法具有不受线路长度和波速影响,精确度较高的特点。     

基于随机矩阵理论的配电网状态分析与故障定位

随着智能电网的建设和发展,配电网的状态数据量正以指数级速度增长,面对这种发展趋势,传统的以假设和简化为前提的模型法不再适用,而以数据为驱动的随机矩阵理论方法体现出强大的优势。介绍了随机矩阵理论,包括M-P律和单环定理;概述了高维随机矩阵的构建方法以及在实际工程应用中采用滑动时间窗进行数据采样的理论基础;给出了以节点电压幅值为状态量、以单环定理和方差谱半径作为状态评估指标,对电网状态进行分析和故障区域定位的具体思路;以新英格兰10机39节点网络仿真数据为模型,验证了所用方法的有效性。仿真结果表明,高维随机矩阵适用于电网状态的评估,通过单环定理和方差谱半径能有效反映电网的运行状态以及定位电网的故障区域。     

基于动态电压补偿的VSG电流平衡及峰值电流控制

虚拟同步发电机(VSG)能够实现新能源机组友好并网。然而,传统的VSG技术主要适用于电网电压平衡工况,这使得VSG在电压不平衡情况下面临输出电流不平衡及过流等问题,为此提出一种基于动态电压补偿的VSG平衡电流控制架构及方法。通过负序电流抑制和峰值电流抑制策略,分别生成对应的补偿电压,使得VSG在电压不平衡时仍能输出平衡电流,且可抑制电网电压跌落瞬间的暂态冲击,以及确保稳态运行时的电流不超过安全阈值。同时,所提控制方法并未改变VSG等效为电压源的属性,保留了VSG的电压支撑能力。不同工况下的仿真测试结果验证了所提出控制方法的正确性和有效性。     

基于ACO的无人机巡线路径规划研究

无人机巡线的推广和应用使得带电维护和检修成为可能,从而提高了电力工人的维护和检修速度。由此,合理地、精细化地规划无人机巡线路径已成为亟待解决的问题。该文以无人机巡线路径作为研究对象,首先,针对无人机巡检路径的规划特点,建立无人机巡线作业环境模型;然后,建立能耗最低、可巡线时间最长的目标函数,并利用蚁群算法对其进行求解,以优化巡线目标的拍摄地点和巡线路径;最后,利用GPS定位功能实现无人机自动巡线功能,建立无人机巡线指挥系统。算例仿真和实际使用情况表明,利用文中提出的算法,可以在确保无人机完成巡检任务的前提下,缩短巡检路径、减少所需采集照片的数量,并在提高了巡检工作效率的同时,减少了所需分析图片的数量。     

基于随机矩阵理论的配电网状态分析与故障定位

随着智能电网的建设和发展,配电网的状态数据量正以指数级速度增长,面对这种发展趋势,传统的以假设和简化为前提的模型法不再适用,而以数据为驱动的随机矩阵理论方法体现出强大的优势。介绍了随机矩阵理论,包括M-P律和单环定理;概述了高维随机矩阵的构建方法以及在实际工程应用中采用滑动时间窗进行数据采样的理论基础;给出了以节点电压幅值为状态量、以单环定理和方差谱半径作为状态评估指标,对电网状态进行分析和故障区域定位的具体思路;以新英格兰10机39节点网络仿真数据为模型,验证了所用方法的有效性。仿真结果表明,高维随机矩阵适用于电网状态的评估,通过单环定理和方差谱半径能有效反映电网的运行状态以及定位电网的故障区域。     

先进绝热压缩空气储能电站日前电力市场主从博弈竞标策略

先进绝热压缩空气储能(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA–CAES)是支撑电力系统削峰填谷、阻塞管理及可再生能源消纳的有效手段之一.在储能产业商业化初期,研究面向日前电力市场的竞标策略对实现AA–CAES电站的经济运行大有裨益.本文在计及压力动态的AA–CAES运行模型基础上,采用主从博弈研究了AA–CAES电站竞标策略.作为主从博弈Leader,AA–CAES电站运营商向日前电力市场上报竞标标的(储能功率、发电功率、储能电价及发电电价);作为主从博弈Follower,市场交易机构以最大化社会福利出清电力市场.为高效求解主从博弈竞标模型,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优性条件及布尔展开法将双层主从博弈竞标模型转化为单层混合整数线性规划.IEEE–24节点测试系统算例表明,AA–CAES电站可利用低谷电进行充电,在高峰时刻再以高价售出,实现套利运行.基于主从博弈的日前电力市场竞标策略,可支撑AA–CAES电站的经济运行.     

考虑需求响应与储能寿命模型的火储协调优化运行策略

针对大规模新能源并网带来的系统调峰和消纳难题,以及已有优化调度策略对储能寿命成本考虑不足的问题,提出了一种考虑需求响应与储能寿命模型的火储协调优化运行策略。上层通过分时电价引导用电,以净负荷波动性最小为目标得到优化后的负荷曲线,旨在减轻火储的调峰压力、提高新能源消纳量;下层以系统总调度成本最低为目标协调优化风光火储运行,考虑火电深度调峰并在优化调度中嵌入储能寿命模型,求解得到各电源以及储能的最优运行方式。以某区域实际系统为例进行仿真,结果表明所提策略可以有效改善系统的调峰压力,提高新能源消纳能力,同时合理反映了储能的寿命成本,提高了系统运行的经济性。     

基于组合式目标检测框架的低漏报率缺陷识别方法

针对输电线路机巡影像缺陷识别中低漏报率的需求,提出了一种基于组合式深度目标检测框架的输电线路低漏报率缺陷识别方法。该方法首先利用典型目标检测算法在输电线路巡检图像数据集上进行训练,得到输电线路设备缺陷的特征提取网络;随后引入位置随机分布函数改进目标预测的方式,并利用自适应非极大值抑制判别器,对2个网络的特征提取结果进行自适应融合,最终得到巡检图片中缺陷的类型和位置。测试结果表明,该方法能够有效降低巡检图像缺陷识别的漏报率,采用该方法得到的主要缺陷的平均漏报率远低于其他深度学习模型,可同时实现多类缺陷的检测,能有效促进输电线路常规巡检中缺陷自动识别的应用和推广。     

基于分布鲁棒的风-氢混合系统氢储能容量优化配置

氢储能系统受地理、气候条件限制较小,在构建面向高比例新能源电力系统的风-储混合系统中极具发展潜力.然而,由于风电场的出力具有不确定性,氢储能系统需要在储能、释能、热备用等工况下频繁切换,内部热能供需平衡也呈现出不确定性,进而影响其响应速度甚至实际可用容量.为此,设计了考虑热平衡的风-氢混合系统,构建了考虑电解槽、燃料电池间歇工作模式热平衡的氢储能系统模型;在此基础上,综合考虑风电场功率的不确定性和氢储能系统的投资成本,提出了考虑热平衡不确定性的风-氢混合系统氢储能容量优化配置方法.采用分布鲁棒方法对风电场功率的不确定性进行建模,并将其转化为一组线性风险机会约束进行求解.基于实际风电场数据构建算例,对所提模型和方法进行验证和分析.结果 表明,氢储能系统中电解槽和燃料电池的散热系数对系统实际可用容量具有重要的影响,在风-氢混合系统的氢储能容量配置中考虑热平衡约束可以有效提升氢储能系统的实际可用容量和混合系统的经济性.